核心閱讀

信息時代，操作系統無處不在。它管理和控制計算資源，構建起豐富的行業應用生態，不僅是計算機系統的關鍵，也是計算機產業發展的基石。信息時代關鍵領域的安全保障離不開自主可控的操作系統

2023年2月21日，習近平總書記在主持二十屆中共中央政治局第三次集體學習時強調：“要打好科技儀器設備、操作系統和基礎軟件國產化攻堅戰，鼓勵科研機構、高校同企業開展聯合攻關，提升國產化替代水平和應用規模，爭取早日實現用我國自主的研究平臺、儀器設備來解決重大基礎研究問題。”

信息時代，操作系統無處不在。操作系統是計算機的核心總控軟件。我們知道，計算機硬件包括中央處理器（CPU）、內存、顯卡、硬盤等，計算機軟件包含操作系統和應用軟件等，常見的微信、QQ、WPS等應用軟件就運行在操作系統之上。如果沒有操作系統，計算機軟硬件都無法正常工作。無論是我們日常使用還是專業領域所必需的信息化設備，都離不開操作系統。衛星上有星載操作系統，飛機上有機載操作系統，艦船上有艦載操作系統，新能源汽車則搭載車載操作系統，現在的智能家電往往也通過操作系統進行各個功能的調度管理。操作系統是計算機系統的調度指揮和管理中心，是信息時代的關鍵基礎設施。

在信息時代發展的不同階段，操作系統呈現不同形態

操作系統的本質是管理和控制計算資源。在信息時代發展的不同階段，計算資源的表現形式不同，操作系統也呈現不同形態。

在單個計算機作為計算資源的時代，操作系統管理的硬件計算資源包括運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備等，管理的軟件計算資源則是基于操作系統開發的應用軟件。隨著互聯網技術的快速發展，多臺計算機可通過一組通用協議連在一起，共同作為計算資源提供服務，這時候操作系統需要管理的硬件資源就要加進網絡中其他計算機設備，需要管理的軟件資源就包括單機應用軟件和網絡上分布式運行的應用軟件。在這個階段，人們熟悉的Windows操作系統是代表產品，我們國家開發的麒麟操作系統也越來越受到歡迎。

移動互聯網時代，操作系統管理的硬件計算資源還要包括移動體，管理的軟件計算資源既包括互聯網時代的應用軟件，更包括大量運行于移動體之上的應用軟件。管理移動體計算資源的典型操作系統有iOS、安卓和鴻蒙操作系統等。

近年來，衛星技術發展迅猛，規模化部署后的通信衛星借助衛星轉發器中繼信號，可完成各個節點之間的數據傳輸，構建成一張衛星網絡。相應的，通過部署駐留在平流層的飛艇，借助飛艇轉發器中繼信號，也可構建飛艇網絡。這些通信網絡的出現，推動人類社會邁入物聯網時代。原來電信網絡、互聯網絡覆蓋不到的地方，如今可以輕松實現連接。在物聯網時代，操作系統管理的計算資源可分為三大類：一類是傳感器，包括各種物理傳感器、化學傳感器、攝像頭等；第二類是網絡資源，包括局域網絡、互聯網絡、電信網絡、衛星網絡等，涉及的傳輸協議多種多樣；第三類是泛在的人工智能應用軟件或系統。此階段的操作系統形態更像是一個管理平臺，可以稱之為物聯網操作系統平臺，由通用計算機操作系統和運行其上的平臺軟件組成。可以看出，隨著信息時代的發展演進，操作系統管理計算資源的本質內涵沒有變化，但外延已發生很大變化，操作系統的基礎性、重要性地位更加凸顯。

操作系統是計算機產業發展的基石，是信息安全的重要保障

我們知道，高速公路、高速鐵路等基礎設施建設都要遵循一定的標準，比如寬度、速度、橋梁隧道、路燈照明等都有設計標準。這些標準為運行其上的各類車輛提供了設計制造、運行維護等方面的依據，保證整個高速公路網、高速鐵路網安全、通暢、高效。操作系統就如同信息時代的高速公路和高速鐵路，它管理軟硬件計算資源的接口標準，是信息時代各類計算資源有序協調、運轉、發揮作用的關鍵依托。可以說，操作系統的“標準”決定了軟硬件資源工作運行的“標準”。

圍繞操作系統所構建的大量硬件系統、軟件系統，都深度依賴于操作系統的核心技術機理。在一個操作系統之上開發的應用軟件，往往不能很順暢地運行于另外的操作系統之上。比如，操作系統對硬件驅動設備的管控機制，決定了硬件設備廠商如何編制相應的驅動程序。同樣，操作系統對應用軟件的開發機制支持，決定了應用軟件開發商如何開發相關應用軟件。無論是對硬件的管控機制，還是對應用軟件的開發機制支持，操作系統對信息時代的技術生態來說都是關鍵依托、關鍵底座。

在信息時代，人們認識計算機，常常從認識操作系統開始；對相關人員計算機能力的考察，往往也依據其對操作系統的使用熟練程度。隨著移動互聯網的興起，支撐眾多應用的移動操作系統，更是全社會使用頻度最高的操作系統。各行業各領域信息化系統的建設、運行過程中，也基于相應的操作系統，培養了一批開發、運維、專業化使用的人才。可以說，信息化建設的技術、產品和人才生態很大程度上都建立在操作系統的基礎之上。操作系統不僅是計算機系統的關鍵，也是計算機產業發展的基石，更是信息安全的重要保障。

操作系統產品研制需要系統性持續布局

鑒于操作系統的基石作用，信息時代關鍵領域的安全保障離不開自主可控的操作系統。自主研制國產操作系統是必然選擇。我國從上世紀80年代以來，持續布局操作系統的研制工作，并取得一定成果。比如麒麟操作系統，特別是其中的麒麟服務器操作系統產品比較成熟穩定，已應用于金融、交通、通信、能源、教育等重點行業。嫦娥探月、天問探火、神舟十三號翱翔天際的背后，都有麒麟操作系統保駕護航。國產操作系統技術實力與日俱增，自主可控成效明顯。

操作系統產品研制作為一項系統工程，需要系統性持續布局。操作系統是有限的，操作系統所管理的硬件計算資源和軟件計算資源則不計其數，應用生態豐富多樣。應用生態的完善與操作系統功能性能的完善之間具有相互正反饋效應。操作系統的應用生態越豐富，越有助于其功能性能的完善；操作系統越完善，基于操作系統的開發者、企業等就會越多，應用生態就越豐富。因此，生態體系建設是自主可控操作系統成功的關鍵所在。

操作系統是產業信息化、數字化的源頭活水，基于操作系統能夠構建起豐富的行業應用生態，有力推動產業生態發展。我們國家擁有非常豐富的操作系統應用場景，應用生態的豐富和多元從根本上決定了國產操作系統的內生動力和高質量發展。后續應加大需求牽引力度，同時在基礎研究、應用基礎研究方面協同發力，攻堅克難。操作系統的底座作用與應用系統的牽引作用相互發力、螺旋上升，最終通過政府引導與市場機制相結合的方式，達到動態平衡發展，形成良好的信息產業生態格局。相信通過聯合攻關，打贏操作系統國產化攻堅戰，必將有力保障國家信息產業安全和經濟社會高質量發展。

（作者為北京航空航天大學軟件學院教授）

推薦讀物

《計算機操作系統（第四版）》：湯小丹等編著；西安電子科技大學出版社出版。

《操作系統實用教程（第三版）》：任愛華等編著；清華大學出版社出版。

《麒麟操作系統應用與實踐》：蘭雨晴主編；電子工業出版社出版。